آزمایش کنید
هدف: تهیه آهن از اکسید آهن
* $\text{5}$ تا $\text{7}$ چوب کبریت را با آب مرطوب کنید.
* نوک سرچوب کبریت‌های مرطوب را با سدیم کربنات و سپس با پودر آهن ($ ext{III}$) اکسید $\text{Fe}_2\text{O}_3$ آغشته کنید.
* چوب کبریت‌ها را با استفاده از گیره روی شعله آبی چراغ بونزن یا چراغ الکلی بگیرید، هنگامی که پیش از نیمی از طول چوب کبریت سوخت، آن‌ها را خاموش کنید.
* پس از $\text{30}$ ثانیه، قسمت‌های سوخته را جدا کرده و پودر کنید و در شیشه ساعت بریزید.
* یک آهن‌ربا بردارید و آن را در زیر شیشه ساعت حرکت دهید، چه مشاهده می‌کنید؟
پاسخ و توضیح آزمایش کنید صفحه 40 علوم هفتم
این آزمایش یک نمونه کوچک از فرایند بزرگ **استخراج فلز آهن** از سنگ معدن (اکسید آهن) است که با استفاده از گرما و کربن انجام می‌شود. 🏭
### ۱. واکنش شیمیایی اصلی (کاهش اکسید)
* **آهن ($ ext{III}$) اکسید** ($\text{Fe}_2\text{O}_3$) همان سنگ معدن آهن و ماده اولیه ما است.
* **کربن** (موجود در سر چوب کبریت) در اثر حرارت به **کربن مونوکسید** ($ ext{CO}$) یا **کربن** خالص تبدیل می‌شود.
* **واکنش در دمای بالا:** کربن مونوکسید یا کربن با **اکسیژن** موجود در اکسید آهن واکنش می‌دهد و آن را از آهن جدا می‌کند. به این فرایند، **کاهش (Reduction)** می‌گویند.
$$\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \xrightarrow{\text{حرارت}} 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2$$
* **محصول نهایی:** در این فرایند، **فلز آهن خالص** ($ ext{Fe}$) تولید می‌شود.
### ۲. مشاهده با آهن‌ربا
* **آهن‌ربا:** فلز آهن خالص، یک ماده **مغناطیسی** (جذب شونده توسط آهن‌ربا) است.
* **مشاهده:** وقتی آهن‌ربا را زیر شیشه ساعت حرکت می‌دهید، **ذرات پودری سیاه رنگ** که از سوختن و پودر کردن سرچوب کبریت به دست آمده‌اند، **توسط آهن‌ربا جذب می‌شوند** و به دنبال حرکت آن جابه‌جا می‌شوند.
### ۳. نتیجه‌گیری
* این مشاهده ثابت می‌کند که واکنش شیمیایی رخ داده و ماده جدیدی تولید شده است.
* ما موفق شدیم **اکسید آهن** ($\text{Fe}_2\text{O}_3$) که خاصیت **مغناطیسی ندارد** را به **فلز آهن خالص** ($\text{Fe}$) که **خاصیت مغناطیسی قوی** دارد، تبدیل کنیم. این فرایند همان **احیای شیمیایی** در صنعت ذوب آهن است، البته در ابعاد بسیار کوچک. 🔬
